[发明专利]一种带动态零点补偿的误差放大器电路

说明书

本发明属于模拟电路电源管理技术领域，具体涉及一种带动态零点补偿的误差放大器电路。本发明的目的是为了解决低静态电流下误差放大器的输出节点处的极点较小以及LDO的输出电容变化范围较大时，LDO输出极点变化范围较宽，引起振荡的问题。通过在误差放大器输出节点处，设计四对相对位置固定的零极点对，从而保证误差放大器具有高的低频增益，且在低相移下实现低的中频增益，可在保证相位有限衰减的情况下，降低增益幅度平台期，从而可同时实现高环路增益，及高环路稳定性。此外，利用动态电阻，使得误差放大器的零极点位置可随负载条件变化，从而拓宽误差放大器适用范围。

技术领域

本发明属于模拟电路电源管理技术领域，具体涉及一种带动态零点补偿的误差放大器电路。

背景技术

近年来，新能源、自动驾驶、智慧交通等概念不断发展，大量的电子系统在汽车中承担了不同的角色。电源管理芯片是为电子系统转换能量的心脏，日益增多的车载电子设备和复杂的使用场景对电源管理芯片提出了更加严苛的标准并且带来旺盛的市场需求。LDO是电源管理芯片中常见的一类，相比于其他类型的电源管理芯片，它具有低输出电压纹波、较低的静态电流和较高的环路带宽等优势。因此针对汽车电子中的可靠性、低功耗和快速瞬态响应等需求，LDO具有可观的市场价值。

在LDO中，通过由误差放大器构成的反馈回路来控制输出电压维持在设计值附近，它是反馈环路中不可缺少的一部分。在常见的LDO中，误差放大器将由LDO输出节点采样得到的VFB和内部基准源提供的参考电压VREF作比较，产生一个误差放大信号，该信号会驱动功率晶体管来改变其导通程度，给负载提供所需要的电流，使得输出电压保持稳定，该过程实现了闭环反馈的控制。误差放大器是LDO电路的关键模块，它对环路增益和环路稳定性起到最为关键的作用。在常见的LDO中，误差放大器作为线性调整输出电压的反馈环路中最为核心的模块，它的参数指标决定了LDO的性能。在低静态电流LDO中，由于误差放大器的尾电流较小，误差放大器的输出节点处的极点无法被推到高频处，并且LDO的输出电容变化范围较大，导致输出极点变化范围较宽，为了保证环路稳定性，误差放大器输出节点的相位应保证尽量少的衰减。

发明内容

本发明的目的是为了解决低静态电流下误差放大器的输出节点处的极点较小以及LDO的输出电容变化范围较大时，LDO输出极点变化范围较宽，引起振荡的问题。通过在误差放大器输出节点处，设计四对相对位置固定的零极点对，从而保证误差放大器具有高的低频增益，且在低相移下实现低的中频增益，可在保证相位有限衰减的情况下，降低增益幅度平台期，从而可同时实现高环路增益，及高环路稳定性。此外，利用动态电阻，使得误差放大器的零极点位置可随负载条件变化，从而拓宽误差放大器适用范围。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种带动态零点补偿的误差放大器电路，该电路用于LDO，包括偏置电路、差分放大器和动态零点补偿电路；

所述偏置电路包括第一PMOS管MP1和电流源Ibias；其中电流源Ibias用于直流偏置，可由PTAT电流产生电路提供，第一PMOS管MP1的源极接电源，其栅极和漏极互连，第一PMOS管MP1的栅极接电流源Ibias的上端；

所述差分放大器包括第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4，第一NMOS管MN1和第二NMOS管MN2；第二PMOS管MP2的源极接电源，其栅极接电流源Ibias的上端；第三PMOS管MP3和第四PMOS管MP4的源极均接第二PMOS管MP2的漏极，第三PMOS管MP3的栅极接基准电压，第四PMOS管MP4的栅极接反馈电压；第一NMOS管MN1的漏极接第三PMOS管MP3的漏极，第一NMOS管MN1的栅极和漏极互连，第一NMOS管的源极接地；第二NMOS管MN2的漏极接第四PMOS管MP4的漏极，第二NMOS管MN2的栅极接第三PMOS管MP3的漏极，第二NMOS管MN2的源极接地；第四PMOS管漏极与第二NMOS管漏极的连接点作为误差放大器电路的输出端，定义为EA_OUT；